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1、中铁二十局集团有限公司莞惠城际GZH-6标项目经理部GDZK37+807盾构进仓作业施工方案编制： 复核： 审核： 中铁二十局集团有限公司莞惠城际GZH-6标项目经理部二一三年三月二十八日目 录一、换刀背景1二、开仓方式的选择1三、刀盘前方及左侧房屋的加固保护1四、保压进仓方案1五、压气作业施工准备2六、人闸加减压试验4七、气压的确定6八、压气作业6九、更换刀具及检查结泥饼情况8十、注意事项10十一、掌子面土体失稳应急措施12十二、施工人员组织机构13十三、附表13填仓加固及换刀方案18一、填仓加固方案工艺18二、盾构机恢复掘进措施23GDZK37+807盾构进仓作业施工方案一、换刀背景201
2、3年3月11日晚，我标段2#盾构机掘进至GDZK37+807时，刀盘后方GDZK37+824处地表发生塌陷。险情发生后，立即对塌陷段及周围采用9m深袖阀管进行了注浆处理，截止目前已经全部处理完成，周边地表及房屋沉降得到有效控制。考虑到在塌陷前掘进施工中表现出的参数异常，我们认为，盾构机有刀盘结泥饼、刀具磨损现象。为此，在恢复掘进前，须进行开仓检查（若与判断相符，开仓后进行全面处理），确保盾构机在良好状态下恢复掘进（盾构机前方90m均不具备换刀加固的条件，为密集房屋群）。当前，刀盘位置隧道洞身位于全风化混合片麻岩中，覆土厚度20.2，拱顶以上依次为全风化混合片麻岩（6.6m）、粉质粘土（10.7
3、m）、淤泥质粉质粘土（0.7m）,及素填土（2.2m）。二、开仓方式的选择开仓检查的安全便捷方式为常压开仓，在全/强风化地层中，需进行刀盘前地质加固后常压开仓。通常采取的加固方式为旋喷桩、素混凝土桩+旋喷桩或素混凝土墙的方法。若采用旋喷桩的方式，由于加固深度达30m，垂直度控制难度大，造成相邻桩间咬合质量不佳，成桩效果难以保证，且旋喷压力通常在2030Mpa,压力较高，会对紧邻的房屋产生一定的负面影响，为此不考虑使用。素混凝土墙或素混凝土桩+桩间旋喷桩，能产生较好的加固效果，然而由于盾构机前进方向的左侧JG220房屋（4层楼房）的角部位于线路上方，受环境条件的限制，房角处无法实施素桩（墙）加固
4、，加固区无法形成U型外包的方式，从而难以保证开仓检查的安全。鉴于上述原因，该处选择保压开仓的方式。经对地层加气检验，该处覆土气密性良好，为进一步确保保压效果，在土仓内制作泥膜后进行保压进仓。进仓后主要进行刀具检查及泥饼固结情况检查，并进行相应处理。三、刀盘前方及左侧房屋的加固保护为减小盾构机开仓以及恢复掘进时对前方JG213房屋以及左侧JG220房屋的影响，特对该两栋楼房进行预加固。加固时，为避免过分干扰周边地层，保证周边地层的气密效果，加固采用注浆加固。具体方案为，在刀盘的前方，靠近JG213房屋处，施工两排斜向下的注浆孔，钻孔间距0.5m，深度30m，注浆采用1:1水泥浆，注浆压力0.20
5、.6Mpa。采用钻注一体机进行施工。对JG220房屋靠近线路一侧，以及角部6m范围内，对楼房采用4.5m深袖阀管注浆加固保护，双排布置，同排间距0.5m,排距0.5m。对JG220楼房四周剩余部分采用4.5m深双排袖阀管注浆（北侧由于空间不足，只能施作单排），同排间距1m，排距1m，注浆采用1:1水泥浆，注浆压力0.20.6Mpa。四、保压进仓方案（一）做泥膜泥膜是指在开挖面及刀盘连通区域土体上形成的一层泥浆保护层。一般成份为水、膨润土、渣土泥浆等。主要作用是对掘进面进行护壁，封堵土体间细小孔隙，提高土体的气密性。在实施压气作业时，有效地阻止地下水渗入，防止因地下水渗透形成的土体崩解。根据目前
6、地层，我们选择用拌合站拌合一定数量膨润土。通过实验选择适当配合比，添加一定数量CMC-Na（纯碱聚丙烯酰胺）来加速水化效果。根据土仓压力、地质岩性和断面大小确定做泥膜压力和注入膨润土的方量。加注膨润土依照先稀后稠的顺序实施。先在土仓顶部注入少量稀薄的拌合膨润土，同时缓慢转动刀盘，使土仓内固体物与渗水、膨润土充分混合后，缓慢开启螺旋输送机，排放渣土。时刻观察螺旋机排渣渣样，当渣样为流塑状渣土，而不是喷涌积水时，关闭螺旋机。开始加入准备好的、浓稠的膨润土。当土仓压力达到设定的保压值（2.32.5bar）时，停止膨润土注入。刀盘保持旋转（速度控制在0.250.5rpm）5min，以利于膨润土充分布散
7、到周围土体上。泥膜制作完成后，应及时检查土体的气密性。在保压作业期间，若发现土体的气密性下降，或有较严重渗水，可多次重复施作泥膜。所有前期工作准备完毕后，进行开仓检查。五、压气作业施工准备1.工具准备木板若干、棉被若干、方木若干、24V防爆灯泡10个、拉链葫芦（1吨单链）4个、吊带20米、长短撬棒（30mm螺纹钢L=1.5米、1米）各1根、气管1条（4分管，8m）、M20螺纹式吊耳6个、冲洗用水管1条（1寸管，8m）、铁皮工具箱1个、气动扳手1把(3/4”方头)、气动扳手用气管1条（4分管，10m）、风镐1把、风镐用气管1条（16mm，10m）、滚刀拆装工具46、50扳手各2个、刮刀拆装工具3
8、6套筒扳手2个、铁锤2把等。2.人员准备2.1压气作业主管压气作业主管由具有压气作业经验的施工管理人员担任，其职责如下：（1）压气作业隧道内总负责人。（2）根据程序中的安全规则，确保所有安全防范措施的实施。（3）确保进入压气环境的作业人员体检合格，并接受培训及安全技术交底。（4）在作业过程中，必须全面控制随时发生的紧急情况，包括指挥、抢救减压病人和其他受伤患者。（5）确保所有准备工作（包括作业前清查工作）的完成。（6）在人闸和工作仓外，监视压气作业。（7）负责隧道内调度工作。2.2人闸值班员在压气作业时，人闸值班员必须控制好人闸压力。其职责如下：（1）作业过程中，不得离开工作岗位。（2）按照加
9、压和减压的标准程序控制人闸压力。（3）一旦出现紧急情况（如开挖面塌方、涌水涌砂、压力失稳等），必须通知仓内人员停止作业、减压出仓，并向压气作业主管汇报。（4）每次压气作业时，都必须记录并保存作业的加压时间、工作时间和减压时间。（5）作业人员在进入压气环境前，必须确保24小时内无作业记录。2.3压气作业人员所有压气人员必须进行压气作业培训，并且通过符合压气规定的体格检查。职责如下：（1）每次作业期间，直接与人闸值班员联系，并听从人闸值班员的指示。（2）作业期间出现不适应状况，及时通知人闸值班员。（3）按照人闸值班员指定进行作业，其主要作业内容为： 观察开挖面的稳定性。 清理刀盘和刀具。 测量和记
10、录刀具的磨损量。 按作业指令更换刀具。 按要求检查其它设备。（4）饮酒或服药后8小时内不得参加作业，作业期间，严禁抽烟。2.4候补压气作业人员符合压气作业要求的候补员工不得离开项目部，并随时做好工作准备。3压气人员体格检查压气人员初次作业前，必须进行体检，且体检结果必须符合压气作业相关规定。4压气作业设备检查4.1空压机检查为保证压气作业的安全性，应对空压机进行全方位的检查维护，并增加一台柴油空压机作为突然停电或原盾构机自带的空压机出现故障时的后备空压机，确保压气作业间供气正常。压气前更换为无毒机油。具体检查内容如下：4.1.1更换所有空气过滤器，滤油器等；4.1.2检查螺杆油、柴油的油位是否
11、足够；4.1.3检查冷却器是否能正常使用；4.1.4检查电气元件是否处于正常工作状态；4.1.5检查机械元件是否处于正常工作状态，如三角带等；4.1.6检查柴油空压机（备用）蓄电池的电量是否足够。4.2人闸检查紧急照明正常；紧急电话正常；各个压力表显示正常；各管路球阀开关正常；各个密封门开关必须正常。4.3在压气作业开始前，进行气体检测，气体质量符合压气作业要求后方可进行。5技术准备作业前，对所有相关人员进行安全及技术交底。六、人闸加减压试验试验时不要求人员进入，只进行无人压力试验，以检查主仓与前仓的各功能部件在试验压力下的工作情况。1主仓加压1.1检查显示仪表、供暖装置、钟表、温度计、电话、
12、紧急电话及阀门、仓门密封件是否干净；1.2关闭主仓仓门，确保关闭正确；1.3关闭仓壁密封门（通常在进行“土压平衡”工作时关闭），并关闭主仓与前仓之间的密封门；1.4人闸值班员缓慢地打开进气阀；1.5缓慢地升高主仓的压力，直到达到工作压力。2主仓减压2.1降低主仓的压力，观察主仓压力表和进气流量计；2.2与此同时，人闸值班员同时打开排气阀，开始排气，无论如何此时压力不可以再次大幅度升高（浮动值控制在+0.1bar内）；2.3调节进气阀和排气阀，直到达到排气过程所规定的缓慢而恒定的压力降低速度，进气流量计的流量值每人至少为0.5 m/min；2.4观察主仓压力表，当主仓内部的气压降到第一级压力值时
13、，人闸值班员通过调节排气阀和进气阀，在规定的时间内保持压力恒定。人闸值班员应通过主仓进气流量计经常检查人闸的排气情况；2.5在保压过程中重复2.32.4的步骤，直到仓内压力与外界的常压相同；2.6人闸值班员关闭带式记录器并将减压过程（日期、时间、压力、人数等）记录在人闸记录本上。在整个试验过程中，必须保证所有的过程都正常。3前仓加压3.1检查显示仪表、供暖装置、钟表、温度计、电话、紧急电话和阀门、仓门密封件是否干净；3.2关闭前仓仓门，确保关闭正确；3.3关闭前仓与主仓之间的仓门，确保关闭正确；3.4人闸值班员缓慢地打开进气阀；3.5缓慢地升高前仓的压力，直到达到工作压力；由于主仓与前仓之间有
14、单向阀导通，压缩空气能从前仓进入主仓，因此，加压过程较为缓慢。4前仓减压4.1降低前仓的压力，观察前仓压力表和前仓进气流量计；4.2与此同时，人闸值班员同时打开排气阀，开始排气，无论如何此时压力不可以再次升高（浮动值控制在+0.1bar内）；4.3调节进气阀和排气阀，直到达到排气过程所规定的缓慢而恒定的压力降低速度，前仓进气流量计的流量值每人至少为0.5m/min；4.4观察前仓压力表，当前仓内部的气压降到第一级压力值时，人闸值班员通过调节进气阀和排气阀，在规定的时间内保持压力恒定。人闸值班员应通过前仓进气流量计经常检查人闸的排气情况；4.5在保压过程中重复4.34.6的步骤，直到仓内压力与外
15、界的常压相同；4.6人闸值班员关闭带式记录器并将减压过程（日期、时间、压力、人数等）记录在人闸记录本上。在整个试验过程中，必须保证所有的过程都正常。七、气压的确定在进行压气作业前先确定需要多大的气压才能达到止水及土体自稳，操作步骤为：1先把土仓的土出空一半（上部土压为零，出土量约为30m）；2打开土仓壁中部的两个土仓加气球阀，要求在球阀位置土仓里应没有泥土；3做好上述两项工作后等待1小时，检查土仓的上部压力，确定所需气压。八、压气作业1土仓加压在确定所需气压后，把土仓的土快速出空，然后加膨润土和加气，直到气压升到所需气压为止（在加膨润土的过程中需要不停的转动刀盘）。2作业过程2.1工作人员进入前仓2.1.1检查显示仪表、供暖装置、钟表、温度计、电话、紧急电话及阀门、仓门密封件是否干净；2.1.2关闭前仓仓门，确保关闭正确；2.1.3关闭前仓与主仓之间密封门；2.1.4使用电话，使人闸值班员与人闸里面的人员保持联系；2.1.5人
